導向絲桿右支架工藝規(guī)程及車夾具設計
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XX大學
機 械 制 造 技 術 基 礎
課 程 設 計
題 目：導向絲桿右支架機械加工工藝規(guī)程及粗車ф58㎜外圓面
班 級：
姓 名：
學 號：
指導教師：
完成日期：
任 務 書
一、設計題目:導向絲桿右支架機械加工工藝規(guī)程及
粗車ф58㎜外圓面
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產類型:（中批或大批大量生產）
三、上交材料
1．所加工的零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機械加工工藝過程卡片 1套
4．編制所設計夾具對應的那道工序的機械加工工序卡片 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．課程設計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設計全部內容。（約5000-8000字） 1份
四、進度安排
本課程設計要求在3周內完成。
1．第l～2天查資料，繪制零件圖。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導教師評語
該生設計的過程中表現(xiàn) ，設計內容反映的基本概念及計算 ，設計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 。
綜合評定成績：
指導教師
日 期
摘 要
本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
導向絲桿右支架的加工工藝及銑端面夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
Abstract
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error.
目 錄
1序言 1
1.1零件的分析 1
1.1.1零件的作用 1
1.1.2零件的工藝分析..........................................................1
1.2確定毛坯........................................................................2
1.2.1確定毛坯種類..............................................................2
1.2.2確定鑄件加工余量及形狀............................................2
2工藝規(guī)程設計...................................................................3
2.1定位基準的選擇.............................................................3
2.2制定工藝路線.................................................................4
2.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定.........................4
2.3.1圓柱表面工序尺寸.......................................................4
2.3.2平面工序尺寸..............................................................6
2.3.3確定切削用量及時間定額............................................6
3 加工粗車ф58㎜外圓面夾具設計.............................. 21
3.1 車床夾具設計要求說明 21
3.2車床夾具的設計要點 22
3.3 定位機構 25
3.4夾緊機構 31
3.5零件的車床夾具的加工誤差分析 32
3.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 33
3.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 34
總 結....................................... 35
致 謝 .........................................36
參 考 文 獻 .................................................................37
1序言
機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習大好基礎。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
1.1零件的分析
1.1.1零件的作用
題目給的零件是導向絲桿右支架，它位于車床絲桿的右端，主要作用是支撐導向絲桿。法蘭盤上有四個安裝孔，其中部的通孔則由絲桿穿過，本身沒有受到多少力的作用。該零件年產量為4000件，設其備品率為4%，機械加工廢品率為0.5%，則該零件的年生產綱領為：N=Q m(1+a%)(1+b%)=4000×1(1+4%)(1+0.5%)=4181(件/年)，零件的年產量為4181件，查表可知該產品為中批生產。
1.1.2零件的工藝分析
零件的材料為KTH350-10，黑心可鍛鑄鐵，切削性和耐蝕性良好，耐磨性及焊接性差，有較高的韌性、強度和塑性。用于承受較高的沖擊振動及扭轉負荷下的工作零件。
為此以下是導向絲桿右支架需要加工的表面以及表面之間的位置要求：
1. 孔Ф52以及與此相通的ZG1/8″左旋的錐孔，兩個孔Ф18，四個安裝孔Ф10.5。
2. Ф58的外圓柱面。
3. 零件上端面和孔Ф10.5的下端面。
4.（1）零件上端Ф18 mm孔中心軸線與Ф10.5孔的下端面與的垂直度誤差為0.15mm；與 Ф52mm孔中心軸線的平行度誤差為0.15mm 。
（2）Ф52mm孔中心軸線與Ф10.5孔的下端面的垂直度誤差為0.15mm；與Ф58mm外圓中心軸線的全跳動誤差為0.10mm。
經過對以上加工表面的分析，我們可先選定粗基準，即可以粗加工零件下端面，加工出精基準所在的加工表面，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。
1.2確定毛坯
1.2.1確定毛坯種類
零件材料是KTH350-10?？紤]零件在機床運行中所受沖擊力較大，零件形狀結構又比較復雜，零件年產量是中批量。而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產率保證加工精度后可采用鑄造成型，選擇木模手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。
1.2.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級。并查表2.2-4.確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表：
簡圖
加工面代號
基本尺寸
加工余量等級
加工余量
說明
D1
52
H
3.5×2
雙側加工
D2
18
H
9×2
雙側加工
D3
10.5
H
5.25×2
雙側加工
D4
58
H
2×2
雙側加工
D5
1/8″
H
4.5×2
雙側加工
T1
40
H
5
單側加工
T2
41
H
5
單側加工
2工藝規(guī)程設計
2.1定位基準的選擇
1粗基準的選擇:
以零件Ф10.5㎜孔的上端面為粗基準。
2精基準的選擇:
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“統(tǒng)一基準”原則。以Ф10.5mm孔的下端面為主要的定位精基準，以Ф52mm內孔面和Ф58mm外圓柱面為輔助的定位精基準。
2.2制定工藝路線
制定工藝路線應該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以志用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。還有，應當考慮經濟效果，以便降低生產成本。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序01 粗銑 Ф52mm孔下端面，以T3為粗基準
工序02 粗車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準
工序03 粗車Ф10.5㎜孔的下端面，以T3為定位基準
工序04 精銑零件上端面，以T2（Ф10.5的下端面）為定位基準
工序05 粗鏜Φ52㎜孔，以Ф58外圓為定位基準
工序06 鉆、擴零件上、下側的Φ18㎜孔，以D1為定位基準
工序07 鉆、擴零件上四個Ф10.5的安裝孔，以D1、D2為定位基準
工序08 半精車Ф58mm外圓面，以D1為定位基準
工序09 半精車Ф10.5mm下端面，以T1為定位基準
工序10 半精鏜Φ52㎜孔，以Ф58㎜外圓為定位基準
工序11 鉸2-Φ18㎜孔，以D1為定位基準
工序12 精車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準
工序13 精鏜Φ52㎜孔，以Ф58㎜外圓為定位基準
工序14 鉆1/8″錐孔，攻螺紋，以D1、D2和T3為基準
工序15 去毛刺
工序16 終檢
2.3機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
2.3.1圓柱表面工序尺寸
前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
加工表面
加工內容
加工余量
精度等級
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
Ф52IT7
鑄件
7
CT12
ф45
粗鏜
3
IT11
6.3
0.04
5.8
半精鏜
2.5
IT9
3.2
2.34
2.66
精鏜
1.5
IT7
1.6
1.473
1.574
Ф18IT9
鉆
17
IT11
16.89
17
擴
0.85
IT10
6.3
0.78
0.96
鉸
0.15
IT9
3.2
0.105
0.22
Ф10.5
鉆
10.5
IT11
12.5
10.39
10.5
Ф58IT7
鑄件
4
CT12
ф622.8
粗車
1.6
IT11
1.41
4.4
半精車
2.2
IT9
6.3
2.126
2.39
精車
0.2
IT7
3.2
0.17
0.274
2.3.2平面工序尺寸
工序號
工序內容
加工余量
基本尺寸
經濟精度
工序尺寸偏差
工序余量
最小
最大
鑄件
5.0
CT12
01
粗銑 Ф52mm
下端面
5
17
12
2.7
7.48
03
粗車Ф10.5的下端面
3
14
12
0.3
5.48
04
精銑零件上端面
5
41
12
2.7
7.55
09
半精車Ф10.5mm下端面
2
12
10
1.82
2.36
2.3.3確定切削用量及時間定額
工序01 粗銑 Ф52mm下端面，以T3為粗基準
1.加工條件
工件材料：KTH350-10,鑄造
工件尺寸：ae=77 mm，l=118 mm
加工要求：粗銑 Ф52mm下端面,加工余量５mm
機 床：X52K立式銑床
刀 具：查《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇ＹＧ６硬質合金端銑刀，銑削寬度ae<90mm，深度ap<6mm, 齒數(shù)z=12，故根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1取刀具直徑do=125mm。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2選擇刀具前角，后角，副后角，刀刃傾角，主偏角，過度刃，副偏角
2.切削用量
1)確定切削深度ap
因為余量較小，故選擇ap=5mm，一次走到即可完成。
2)確定進給量
由于本工序為粗加工 ，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，使用ＹＧ６硬質合金端銑刀，機床功率為7.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，Ｘ５２Ｋ立式銑床）時，fz=0.14~0.24mm/r,故選擇fz=0.24mm/r。
3)確定刀具壽命及磨鈍標準
根據(jù)《切削手冊》表3.7銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5 mm；由于銑刀直徑do=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《切削手冊》表3.8）。
4)計算切削速度Vc和每分鐘進給量Vfc
根據(jù)《切削手冊》表3.16，當do=125mm，z=12, ap <=7.5, fz<=0.26 mm/z時，Vt=68m/min ,n=175r/min , Vft =461 mm/min。修正系數(shù)Kmv =1.0, Ksv =0.8。切削計算公式為：Vc=，其中，，，，，，，，，m=0.32 ,T=180min , fz=0.24mm/z ,z=12 ,將以上數(shù)據(jù)代入公式得：=
確定機床主軸轉速：
根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇，=375mm/min ,因此實際切削速度和每齒進給量為：
= /=375/19012mm/z =0.16mm/z。
5)校驗機床功率
根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為=3.8kw ,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率=7.50.75kw=5.63kw>，故校驗合格。最終確定ap=5mm，，=375mm/min，，=0.16mm/z。
6)計算基本工時 ，,l=118mm
查《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：=40mm,則：
=（118+40）/375=0.42min
工序02 粗車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準
1.已知條件與工序01相同
加工要求：粗車77mm108mm的矩形為Ф62的外圓
粗車Ф62的外圓，單邊加工余量為0.8mm
機 床：C620-1型臥式車床
刀 具：YT5硬質合金可轉位車刀，根據(jù)《切削手冊》表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高為200mm(表1.30)，故選擇刀桿尺寸16 x25，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)《切削手冊》表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱前刀面，前角，后角，刀刃傾角，主偏角，副偏角，刀尖圓弧半徑
2.切削用量
1)確定切削深度ap
①粗車矩形為圓形時，需要切削的余量為41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。
②粗車Ф62的外圓時，單邊余量為0.8mm，ap=（62-60.4）/2=0.8mm ,1次走刀完成。
2)確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車可鍛鑄鐵KTH350-10、刀桿尺寸16 x25時：
①若切削深度ap >8~12mm，工件直徑為60~100mm時，則進給量為f=0.6~0.8mm/r。
②若切削深度ap 3mm，工件直徑為60~100mm時，則進給量為f=0.6~1.2mm/r。再根據(jù)C620-1車床說明書，取f =0.65mm/r。
確定的進給量尚需滿足車床進給機構強度的需求，故需進行校驗。根據(jù)表1.30，C620-1車床進給機構允許的進給力=3530N；根據(jù)表1.23，在=350MPa,f0.75mm/r, ,v=65m/min（預計）時：?ap 9.7mm時，進給力=2750N；?ap 2.8mm時，進給力=800N。的修正系數(shù)為，，，故實際進給力分別為=27501.17N=3217.5N, =18201.17N=2129.4
由于切削時的進給力小于車床進給機構允許的進給力，故所選f =0.65mm/r的進給量可用。
3)選擇車刀磨鈍標準及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
根據(jù)《切削手冊》表1.11，加工=350MPa,f0.75mm/r時：
① ap 9mm，切削速度v=80m/min;
② ap 0.8mm, 切削速度v=114m/min
切削速度的修正系數(shù)為，,，，，
故=800.80.92=58.9m/min; =1140.80.92=83.9m/min
;
根據(jù)C620-1車床轉速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－8）選擇: =120r/min , =380r/min
這時實際切削速度（）得：=54.6m/min, =74m/min
5）校驗機床功率
由表1.25，當=350MPa,f0.75mm/r時:
①ap 9.7mm,v59m/min時，=5.8kw;
②ap 2.8mm,v84m/min時，=2.4kw
切削功率的修正系數(shù)為，,，， ，（表1.28）
故實際切削時的功率為：=4.26kw; =1.77kw
根據(jù)表1.30，當=120r/min、=380r/min 時, 機床主軸允許功率= 5.9kw，故滿足條件，校驗成立。
6）計算基本工時：
，,l=3.5mm，
查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=2mm,則：
=55.5/（1200.65）=0.35min；
=5.5/（3800.65）=0.02min
工序03 粗車Ф10.5㎜的下端面，以T3為定位基準
1.本工序仍為粗車，已知條件與工序Ⅱ相同，可采用與工序Ⅱ相同的可轉位車刀，采用工序Ⅱ確定切削用量的方法。
2.切削用量
1)確定切削深度
需要切削的余量為41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。
2)確定進給量 f =0.65mm/r
3)選擇車刀磨鈍標準及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
切削速度的修正系數(shù)為，,，，，
故=1010.80.92=74.3m/min;
根據(jù)C620-1車床轉速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－8）選擇: =305r/min,這時實際切削速度（）得：v=74.3m/min
5）校驗機床功率
切削功率的修正系數(shù)為，,，， ，（表1.28）
故實際切削時的功率為：=4.9 0.8 0.92kw=3.6kw
6）計算基本工時
，,l=1mm，
查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=1mm,則：
=2/（3050.65）=0.01min
工序04 精銑零件上端面，以T2（Ф10.5的下端面）為定位基準
本工序為粗加工，已知條件與工序Ⅰ相同，切削用量及其計算過程同工序Ⅰ計算基本工時：
，,l=222mm
查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=44mm,則：
=266/375=0.71min
工序05 粗鏜Φ52㎜孔，以Ф58外圓為定位基準
1.機 床：T68立式鏜床
2.切削用量：
1)確定切削深度 單邊余量為z=3mm，取ap=3mm，1次走刀完成。
2)確定進給量 由《簡明手冊》4.2-21查得，取f =0.52mm/r
3)確定鏜床轉速 由《簡明手冊》4.2-20查得，取n =200r/min
4）計算基本工時：
=(46+2 2)/（2000.52）=0.48min
工序06 鉆、擴零件上、下側的Φ18㎜孔，以D1為定位基準
1.刀具選擇：
查《切削手冊》表2.1、2.2，選用高速鋼麻花鉆鉆頭。粗鉆時，do=17mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刃，后角，二主刃長度，橫刃長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度=1.5mm,2,
2.切削用量選擇：
1)確定進給量
①按加工要求確定進給量:查《切削手冊》得：f=0.70~0.86mm/r , l/d=40/17=2.35<3再由《切削手冊》表2.7，系數(shù)為0.5，則：
f =（0.70~0.86）0.5=0.35~0.43mm/r。
②按鉆頭強度選擇：查《切削手冊》表2.8，鉆頭允許進給量為：f=1.75mm/r。
③機床進給機構強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為：f=1.2mm/r。
以上三個進給量比較得出，受限制的進給量時工藝要求，其值為：0.35~0.43mm/r，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16，最終選擇的進給量：f=0.36mm/r。
由于是加工通孔，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給改為手動進給。
根據(jù)《切削手冊》表2.19查出，鉆孔時的軸向力=3580N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故=3580N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向力為8830N，故所選進給量可用。
2)選擇車刀磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.6mm。壽命T=60mm。
3)確定切削速度
查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式：
Vc=，其中，=16.4，=0.25，=0，=0.4，m=0.125
查得修正系數(shù)：，，，，故實際的
切削速度：=
4） 校驗機床扭矩及功率
查《切削手冊》表2.21，當f0.41mm, 17.5mm, =30.41N.m,修正系數(shù)均為1.0，故=30.41N.m
查機床使用說明書：=52 N.m
查《切削手冊》表2.23，鉆頭消耗功率：=1.3kw
查機床使用說明書：=2.80.81=2.26kw
由于<,,故切削用量可用，即
f=0.36mm/r,n=545r/min, =30.2m/min
3.計算基本工時：
=(41+10)/（5450.36）=0.26min；
4.擴孔至Ф17.85：
查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量f=0.90~1.1mm/r, 查機床使用說明書，最終選定進給量f=0.81mm/r。
根據(jù)資料，切削速度v=0.4v鉆。其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時切削速度，故v=0.4 30.2=12.08m/min
故查機床使用說明書選取：=272r/min
基本工時：=(41+10)/（2720.81）=0.23min
工序07 鉆、擴零件上四個Ф10.5的安裝孔，以D1、D2為定位基準
1.刀具選擇：
查《切削手冊》表2.1、2.2，選用高速鋼麻花鉆鉆頭。粗鉆時，do=9mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刃，后角，二主刃長度，橫刃長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度=1.5mm,2,。
2.切削用量選擇：
1)確定進給量
①按加工要求確定進給量:查《切削手冊》得：f=0.70~0.86mm/r , l/d=40/17=2.35<3再由《切削手冊》表2.7，系數(shù)為0.5，則：
f =（0.70~0.86）0.5=0.35~0.43mm/r
②按鉆頭強度選擇：查《切削手冊》表2.8，鉆頭允許進給量為：f=1.75mm/r
③機床進給機構強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為：f=1.2mm/r
以上三個進給量比較得出，受限制的進給量時工藝要求，其值為：0.35~0.43mm/r，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16，最終選擇的進給量：f=0.36mm/r
由于是加工通孔，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給改為手動進給。根據(jù)《切削手冊》表2.19查出，鉆孔時的軸向力=3580N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故=3580N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向力為8830N，故所選進給量可用。
2)選擇車刀磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.6mm。壽命T=60mm。
3)確定切削速度
查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式：
Vc=，
其中，=16.4，=0.25，=0，=0.4，m=0.125
查得修正系數(shù)：，，，，故實際的切削速度：=
4）校驗機床扭矩及功率
查《切削手冊》表2.21，當f0.41mm, 17.5mm, =30.41N.m,修正系數(shù)均為1.0，故=30.41N.m；查機床使用說明書：=52 N.m；
查《切削手冊》表2.23，鉆頭消耗功率：=1.3kw；查機床使用說明書：=2.80.81=2.26kw。由于<,,故切削用量可用，即f=0.36mm/r,n=545r/min； =30.2m/min。
3.計算基本工時：=(12+10)/（5450.36）=0.16min
4.擴孔至Ф9.85
查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量f=0.90~1.1mm/r, 查機床使用說明書，最終選定進給量f=0.81mm/r
根據(jù)資料，切削速度v=0.4v鉆。其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時切削速度，故v=0.4 30.2=12.08m/min
故查機床使用說明書選取：=272r/min
基本工時：=(12+10)/（2720.81）=0.12min；
工序08 半精車Ф58mm外圓面，以D1為定位基準
1.選擇刀具：
車刀形狀、、刀桿尺寸、刀片厚度均與粗車相同。半精車的刀片牌號為YT15,車刀幾何形狀為:前角，后角，刀刃傾角，主偏角，副偏角，刀尖圓弧半徑
2.切削用量：
1)確定切削深度ap
單邊余量為1.1mm，ap=1.1mm ,1次走刀完成
2)確定進給量
半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)表1.6，當表面粗糙度為6.3，，f=0.40~0.50mm/r ， 再根據(jù)C620-1車床說明書，取f =0.4mm/r。
3)選擇車刀磨鈍標準及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
根據(jù)《切削手冊》表1.11，加工=350MPa,f0.42mm/r，ap 1.8mm， v=128m/min切削速度的修正系數(shù)均為1，故=128m/min
根據(jù)C620-1車床轉速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－8）選擇：=610r/min，這時實際切削速度（）得：=115.7m/min
5）校驗機床功率
由表1.25，當=350MPa,f0.47mm/r,ap 2.8mm, =115.7m/min時，=2.4kw;
根據(jù)表1.30，當=610r/min時, 機床主軸允許功率= 5.9kw，故滿足條件，校驗成立。
3.計算基本工時：
=5.5/（6100.4）=0.02min
工序09 半精車Ф10.5mm下端面，以T1為定位基準
1.本工序仍為半精車，已知條件與工序Ⅷ相同，可采用與工序Ⅷ相同的車刀和確定切削用量的方法。
2.切削用量
1)確定切削深度
需要切削的余量為41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。
2)確定進給量 f =0.4mm/r
3)選擇車刀磨鈍標準及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
切削速度的修正系數(shù)為，,，，，
故=144m/min;
根據(jù)C620-1車床轉速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－8）選擇: =305r/min,這時實際切削速度（）得：v=138.9m/min
5）校驗機床功率
切削功率的修正系數(shù)為，,，， ，（表1.28），故實際切削時的功率為：=2.9kw。
3.計算基本工時：
，,l=0.5mm，查《切削手冊》表1.26，入切量及超切量為：=1mm,則：=1.5/（316.30.4）=0.012min。
工序10 半精鏜Φ52㎜孔，以Ф58外圓為定位基準
1.機 床：T68立式鏜床
2.切削用量：
1)確定切削深度 單邊余量為z=1.25mm，取ap=1.25mm，1次走刀完成。
2)確定進給量 由《簡明手冊》4.2-21查得，取f =0.20mm/r
3)確定鏜床轉速 由《簡明手冊》4.2-20查得，取n =630r/min
3.計算基本工時： =46/（6300.20）=0.37min
工序11 鉸2-Φ18㎜孔，以D1為定位基準
1.刀 具：專用鉸刀
機 床：Z525立式鉆床
2.切削用量：
1)確定進給量 根據(jù)有關手冊規(guī)定，鉸刀的進給量取f =0.48mm/r
2)確定機床主軸轉速 取n =140r/min
3)確定切削速度 =7.9m/min
3.計算基本工時 =(41+8)/（1400.48）=0.73min
工序12 精車 Ф58mm外圓面，以D1為定位基準
1.選擇刀具：與工序08相同。
2.切削用量：
1)確定切削深度ap
單邊余量為0.1mm，ap=0.1mm ,1次走刀完成。
2)確定進給量
半精加工進給量主要受加工表面粗糙度的限制。根據(jù)表1.6，當表面粗糙度為3.2，，f=0.25~0.40mm/r ， 再根據(jù)C620-1車床說明書，取f =0.3mm/r。
3)選擇車刀磨鈍標準及壽命
根據(jù)《切削手冊》表1.9，取車刀后面最大磨損量為0.8~1.0。焊接車刀耐用度T=60mm。
4)確定切削速度
根據(jù)《切削手冊》表1.11，加工=350MPa,f0.42mm/r，ap 1.8mm， v=128m/min切削速度的修正系數(shù)均為1，故=128m/min
根據(jù)C620-1車床轉速（《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－8）選擇: =610r/min
這時實際切削速度（）得：=111.5m/min
5）校驗機床功率
由表1.25，當=350MPa,f0.47mm/r,ap 2.8mm, =115.7m/min時，=2.4kw;
根據(jù)表1.30，當=610r/min時, 機床主軸允許功率= 5.9kw，故滿足條件，校驗成立。
3.計算基本工時：
=5.5/（6100.3）=0.03min
工序13 精鏜Φ52㎜孔，以Ф58㎜外圓為定位基準
1.機 床：T68立式鏜床
2.切削用量：
1)確定切削深度 單邊余量為z=0.75mm，取ap=0.75mm，1次走刀完成。
2)確定進給量 由《簡明手冊》4.2-21查得，取f =0.10mm/r
3)確定鏜床轉速 由《簡明手冊》4.2-20查得，取n =630r/min
3.計算基本工時 =46/（6300.10）=0.74min
工序14 鉆1/8″錐孔，攻螺紋，以D1、D2和T1為基準
1.刀 具：專用刀具,55度管螺紋絲錐。
機 床：Z525立式鉆床。
加工要求：可以先用小于錐孔小端直徑的鉆頭鉆出底孔，再使用錐孔鉸刀進行鉸孔，最后用55度管螺紋絲錐攻螺紋。
2.切削用量：
1)確定進給量 根據(jù)有關手冊規(guī)定，進給量取f =0.36mm/r
2)確定機床主軸轉速 取n =627r/min
3)確定切削速度 =15.65m/min
3.計算基本工時 =(12+4)/（5450.36）=0.082min
3 粗車ф58㎜外圓面夾具設計
3.1 車床夾具設計要求說明
車床夾具主要粗車ф58㎜外圓面夾具。本加工在加工粗銑ф52㎜孔下端面之后進行的，可以以ф52㎜孔下端面為精基準。
因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。
3.2車床夾具的設計要點
（1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求
當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。
當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。
工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。
（2）夾具與機床主軸的連接
車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。
心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。
根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：
1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。
2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。
圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。
對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。
圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。
圖1 車床夾具與機床主軸的連接
過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊
3.3 定位機構
由零件圖分析ф58㎜外圓面的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個自由度，才可以達到加工要求。先設計夾具模型如下：
選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。夾具體板限制了X,Y,Z方向的移動自由度，X,Y方向的V型塊限制轉動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉動自由度。可見，定位方案選擇合理。
3.4夾緊機構
選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下：
5） 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；
6） 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。
7） 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。
8） 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。
分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。
3.5零件的車床夾具的加工誤差分析
工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。
如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：
（1）定位誤差
由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。
（2）夾具誤差
夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01.
（3）安裝誤差
因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。
（4）加工方法誤差
如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取
=/3=0.05/3=0.017mm
零件的車床夾具總加工誤差是：
精度儲備：
故此方案可行。
3.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構
夾具體設計的基本要求
（1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取?
為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。
（2）應有足夠的強度和剛度
為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。
（3）應有良好的結構工藝性和使用性
夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。
（4）應便于排除切屑
在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。
（5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠
夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。
確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。
3.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明
（1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。
（2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。
（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。
總 結
課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎。
課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了很多，也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會，它將是我們課程設計完成的更出色的關鍵一步。
致 謝
這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。
這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下他的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導和不懈
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